淤地壩匯總課件教學(xué)

本章內(nèi)容第一節(jié)淤地壩的作用、組成和分類第二節(jié)淤地壩工程規(guī)劃第三節(jié)淤地壩調(diào)洪演算第四節(jié)土壩設(shè)計(jì)第五節(jié)溢洪道設(shè)計(jì)第六節(jié)放水建筑物設(shè)計(jì)第1頁(yè)/共32頁(yè)本章內(nèi)容第一節(jié)淤地壩的作用、組成和分類第1頁(yè)/共32頁(yè)1淤地壩：指在溝道里為了攔泥、淤地所建的橫向建筑物，壩內(nèi)所淤成的土地稱為壩地。第2頁(yè)/共32頁(yè)淤地壩：指在溝道里為了攔泥、淤地所建的橫向建筑物，壩內(nèi)所淤成2一、淤地壩的作用（1）穩(wěn)定和抬高侵蝕基點(diǎn)，防止溝底下切和溝岸崩塌，控制溝頭前進(jìn)和溝壁擴(kuò)張。（2）蓄洪、攔泥、削峰，減少入河、入庫(kù)泥沙，減輕下游洪沙災(zāi)害。（3）攔泥、落淤、造地，使溝道川臺(tái)化，變荒溝為良田，為山區(qū)農(nóng)林牧發(fā)展創(chuàng)造有利條件。淤地壩主要目的在于攔泥淤地，一般不長(zhǎng)期蓄水，其下游也無(wú)灌溉要求。隨著淤積面的逐年提高，壩體與壩地連成一個(gè)整體，故壩體可看作是重力擋泥（土）墻。第一節(jié)淤地壩的作用、組成和分類第3頁(yè)/共32頁(yè)一、淤地壩的作用第一節(jié)淤地壩的作用、組成和分類第3頁(yè)/共33二、淤地壩的組成及其運(yùn)用特性淤地壩由壩體、溢洪道、放水建筑物組成，布置形式如圖6-1。壩體是擋水?dāng)r泥建筑物，以攔蓄洪水，淤積泥沙，抬高淤積面；溢洪道是排泄洪水的建筑物，當(dāng)壩內(nèi)洪水位超過(guò)設(shè)計(jì)高度時(shí)，就由溢洪道排出，以保證壩體的安全和壩地的正常生產(chǎn)；放水建筑物排泄溝道常流水和庫(kù)內(nèi)清水等，多采用豎井和臥管。反濾排水設(shè)備用來(lái)排除壩內(nèi)地下水，防止壩地鹽堿化，增加壩坡穩(wěn)定性。淤地壩設(shè)計(jì)、施工、管理技術(shù)與水庫(kù)有異同。它的構(gòu)成“三大件”齊全；但由于非長(zhǎng)期蓄水，它比水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)低，壩坡較陡，對(duì)地質(zhì)條件要求低，壩基、岸坡處理和背水坡腳排水設(shè)施簡(jiǎn)單；設(shè)計(jì)和運(yùn)用上可不考慮壩基滲漏和放水驟降等。第4頁(yè)/共32頁(yè)二、淤地壩的組成及其運(yùn)用特性第4頁(yè)/共32頁(yè)4圖6-1淤地壩示意圖1-壩體；2-排水體；3-溢洪道；4-豎井；5-排洪渠；6-防洪堤第5頁(yè)/共32頁(yè)圖6-1淤地壩示意圖第5頁(yè)/共32頁(yè)5三、淤地壩的分類按筑壩材料可分為土壩、石壩、土石混合壩等；按壩的用途可分為緩洪骨干壩、攔泥生產(chǎn)壩等；按施工方法可分為夯碾壩、水力沖填壩、定向爆破壩、堆石壩、干砌石壩、漿砌石壩等。第6頁(yè)/共32頁(yè)三、淤地壩的分類第6頁(yè)/共32頁(yè)6四、淤地壩的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)淤地壩一般根據(jù)庫(kù)容、壩高、淤地面積、控制流域面積等因素分級(jí)。參考水庫(kù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并考慮群眾習(xí)慣叫法，可分為大、中、小型三級(jí)。表6-1為《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范·溝壑治理技術(shù)》（GB/T16453.3-1996）所列分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，供參考。表6-1淤地壩分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)容(×104m3)壩高（m）單壩淤地面積（hm2）控制流域面積（km2）大型50～500>25>7>3～5中型10～5015～252～71～3小型1～105～150.2～2<1第7頁(yè)/共32頁(yè)四、淤地壩的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)容(×104m3)壩高（m）單7五、淤地壩的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)淤地壩建設(shè)中存在的突出問(wèn)題是容易被洪水沖毀。毀壩原因，除有些地方淤地壩的質(zhì)量不合要求外，其主要原因是淤地壩的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低，一般采用10年或20年一遇。1977年陜西綏德縣韭園溝沖毀252座，主要由于溢洪道排洪能力小，洪水漫頂沖毀的達(dá)94%。但是提高設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，必然加大建筑費(fèi)用，故確定經(jīng)濟(jì)合理的洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)十分重要。淤地壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)可參考《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范·溝壑治理技術(shù)》（GB/T16453.3-1996）見(jiàn)表6-2；骨干壩等別劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》（SL289-2003）見(jiàn)表6-3。

第8頁(yè)/共32頁(yè)五、淤地壩的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)第8頁(yè)/共32頁(yè)8項(xiàng)目單位淤地壩類型小型中型大（二）型大（一）型庫(kù)容104m3＜1010～＜5050～＜100100～＜500洪水重現(xiàn)期（a）設(shè)計(jì)年10～2020～3030～5030～50校核年305050～100100～300設(shè)計(jì)淤積年限（a）年55～1010～2020～30表6-2淤地壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)與淤積年限

第9頁(yè)/共32頁(yè)項(xiàng)目單位淤地壩類型小型中型大（二）型大（一）型庫(kù)容104m39總

庫(kù)

容

（104m3）100～50050～100工程等別四五建筑物級(jí)別主要建筑物45次要建筑物55洪水重現(xiàn)期（a）設(shè)計(jì)30～5020～30校核300～500200～300設(shè)計(jì)淤積年限（a）20～3010～20表6-3攔洪（骨干）壩等別劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

第10頁(yè)/共32頁(yè)總庫(kù)容（104m3）100～50050～100工10第二節(jié)淤地壩工程規(guī)劃一、壩系規(guī)劃一個(gè)小流域內(nèi)修有多種壩，有攔泥淤地的生產(chǎn)壩、攔蓄洪水的防洪壩、蓄水灌溉的蓄水壩，形成以生產(chǎn)壩為主，攔泥生產(chǎn)、防洪、灌溉相結(jié)合的壩庫(kù)工程體系，稱為壩系。壩系可分為干系、支系、系組。干溝上的則為干系；某級(jí)支溝中的壩系稱為支系；在一條溝道中，視溝的長(zhǎng)短可分為一個(gè)或幾個(gè)系組。合理壩系布設(shè)方案，應(yīng)滿足投資少、多攔泥、淤好地，使攔泥、防洪、灌溉三者緊密結(jié)合為完整的體系，達(dá)到綜合利用水沙資源的目的，盡快實(shí)現(xiàn)溝壑川臺(tái)化。為此，首先必須做好壩系規(guī)劃。第11頁(yè)/共32頁(yè)第二節(jié)淤地壩工程規(guī)劃一、壩系規(guī)劃第11頁(yè)/共32頁(yè)11（一）壩系規(guī)劃原則1以小流域?yàn)閱卧?，上下游、干支溝全面?guī)劃，統(tǒng)籌安排。堅(jiān)持溝坡兼治、生物與工程措施相結(jié)合，形成完整的水土保持體系。2最大限度地發(fā)揮壩系調(diào)洪攔沙、淤地增產(chǎn)的作用，充分利用流域內(nèi)的自然優(yōu)勢(shì)和水沙資源，滿足生產(chǎn)上需要。3各級(jí)壩系，自成體系，相互配合，聯(lián)合運(yùn)用，調(diào)節(jié)蓄泄，確保壩系安全。4壩系中必須布設(shè)一定數(shù)量的控制性的骨干壩，作為安全生產(chǎn)的中堅(jiān)工程。5壩系規(guī)劃的同時(shí)，提出交通道路規(guī)劃。6對(duì)泉水、基流水源，提出保泉、蓄水利用方案，勿使水資源埋廢。并提出壩地鹽漬化防治措施。第12頁(yè)/共32頁(yè)（一）壩系規(guī)劃原則第12頁(yè)/共32頁(yè)12（二）建壩密度根據(jù)降雨情況、溝道比降、溝壑密度、淤地條件等，按梯級(jí)開(kāi)發(fā)利用原則，因地制宜地規(guī)劃確定。據(jù)各地經(jīng)驗(yàn)：在溝壑密度5-7km/km2，溝道比降2%-3%，適宜建壩的黃土丘陵溝壑區(qū)，可建壩3-5座/km2；在溝壑密度3-5km/km2，適宜建壩的殘?jiān)珳羡謪^(qū)，建壩2-4座/km2；溝道比降大的土石山區(qū)，建壩5-8座/km2比較適宜。第13頁(yè)/共32頁(yè)（二）建壩密度第13頁(yè)/共32頁(yè)13（三）壩系形成順序1先支后干。優(yōu)點(diǎn)：工程安全，見(jiàn)效快，先易后難，節(jié)節(jié)攔蓄。

缺點(diǎn)：控制面積小，淤地少2先干后支。優(yōu)點(diǎn)：控制面積大，淤地多。

缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高，投資大。3以干分段，按支分片，片段分治。流域面積大，鄉(xiāng)村多時(shí)，可分段劃片包干治理。第14頁(yè)/共32頁(yè)（三）壩系形成順序第14頁(yè)/共32頁(yè)14二、壩址選擇

滿足攔洪或淤地效益大、工程量小和工程安全三個(gè)基本要求。<1>在地形上，要求河谷狹窄、壩軸線短，庫(kù)區(qū)寬闊容量大，溝底比較平緩。壩址附近應(yīng)有宜于開(kāi)挖溢洪道的地形和地質(zhì)條件。最好有鞍形巖石山凹或紅粘土山坡。還應(yīng)注意到大壩分期加高時(shí)，放、泄水建筑物的布設(shè)位置。<2>壩址附近應(yīng)有良好的筑壩材料(土、砂、石料)，取用容易，施工方便。采用水墜壩時(shí)應(yīng)有足夠的水源，施工期間所能提供的水源應(yīng)大于壩體土方量；且壩址盡量向陽(yáng)，以利延長(zhǎng)施工期和蒸發(fā)脫水。第15頁(yè)/共32頁(yè)二、壩址選擇滿足攔洪或淤地效益大、工程量小和工程安全三個(gè)基15<3>壩址地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，兩岸無(wú)疏松的坍土、滑坡體，斷面完整，岸坡小于60°。壩基均勻性好，壓縮性較小。巖層要避免活斷層和較大裂隙，尤其要避免可能造成壩基滑動(dòng)的軟弱層。<4>應(yīng)避開(kāi)溝岔、彎道、泉眼，遇有跌水應(yīng)選在跌水上方。壩肩不能有沖溝，以免洪水沖刷壩身。<5>庫(kù)區(qū)淹沒(méi)損失要小，應(yīng)盡量避免村莊、大片耕地、交通要道和礦井等被淹沒(méi)。<6>壩址還必須結(jié)合壩系規(guī)劃統(tǒng)一考慮。有時(shí)單從壩址本身考慮比較優(yōu)越，但從整體銜接、梯級(jí)開(kāi)發(fā)上看不一定有利，這種情況需要注意。第16頁(yè)/共32頁(yè)<3>壩址地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，兩岸無(wú)疏松的坍土、滑坡體，斷面完整，16

工程規(guī)劃時(shí)，一般需收集和實(shí)測(cè)如下資料：1地形、地貌資料包括：所在流域位置、面積、水系、所屬行政、水土保持類型區(qū)、地形和地貌特點(diǎn)。①壩系平面布置圖：在1:10000地形圖標(biāo)出壩系位置。②庫(kù)區(qū)地形圖：一般采用1:5000或1:2000的地形圖。等高線間距用2-5m，測(cè)至淹沒(méi)范圍10m以上。它可以用來(lái)計(jì)算淤地面積、庫(kù)容和淹沒(méi)范圍，繪制高程與淤地面積曲線和高程與庫(kù)容曲線。三、資料收集和地形測(cè)量第17頁(yè)/共32頁(yè)工程規(guī)劃時(shí)，一般需收集和實(shí)測(cè)如下資料：三、資料收集和地形17③壩址地形圖：一般采用1:1000或1:500的實(shí)測(cè)現(xiàn)狀地形圖，等高線間距0.5-1m，測(cè)至壩頂以上10m。用此圖規(guī)劃壩體、溢洪道和泄水洞，估算大壩工程量，安排施工期土石場(chǎng)、施工導(dǎo)流、交通運(yùn)輸?shù)?。④溢洪道、泄水洞等建筑物所在位置的縱橫斷面圖：橫斷面圖用1:100-1:200比例尺；縱斷面圖可用不同比例尺。這兩種圖可用來(lái)設(shè)計(jì)建筑物和估算挖填土石方量。上述各圖在特殊情況下，可以適當(dāng)放大和縮小。規(guī)劃設(shè)計(jì)所用圖表，一般均應(yīng)統(tǒng)一采用黃海高程系和國(guó)家頒布的標(biāo)準(zhǔn)圖式。第18頁(yè)/共32頁(yè)③壩址地形圖：一般采用1:1000或1:500的實(shí)測(cè)現(xiàn)狀地形182流域、庫(kù)區(qū)和壩址地質(zhì)及水文地質(zhì)資料①區(qū)域或流域地質(zhì)平面圖。②壩址地質(zhì)斷面圖。③壩址地質(zhì)構(gòu)造。包括河床覆蓋層厚度及物質(zhì)組成，有無(wú)形成地下水庫(kù)條件等。④溝道地下水，泉水逸出地段及其分布狀況。第19頁(yè)/共32頁(yè)2流域、庫(kù)區(qū)和壩址地質(zhì)及水文地質(zhì)資料第19頁(yè)/共32頁(yè)193流域內(nèi)河、溝水化學(xué)測(cè)驗(yàn)分析資料及在區(qū)域變化的主要特征包括：總離子含量、礦化度（ml/g）、總硬度、總堿度及pH值的區(qū)域變化規(guī)律，為預(yù)防壩地鹽堿化提供資料。4水文氣象資料：包括降水、暴雨、洪水、徑流、泥沙情況，氣溫變化和凍結(jié)深度等。5天然建筑材料的調(diào)查：包括土、砂、石、砂礫料的分布，結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和儲(chǔ)量等。6社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查資料：包括流域內(nèi)人口、勞力、家畜、土地利用現(xiàn)狀、水土流失情況、治理現(xiàn)狀及治理經(jīng)驗(yàn)。7其他條件：包括交通運(yùn)輸、電力、施工機(jī)械、居民點(diǎn)、淹沒(méi)損失、當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系膯蝺r(jià)等。第20頁(yè)/共32頁(yè)3流域內(nèi)河、溝水化學(xué)測(cè)驗(yàn)分析資料及在區(qū)域變化的主要特征第220四、集水面積測(cè)算及庫(kù)容曲線繪制1集水面積計(jì)算法

計(jì)算集水面積的方法很多，一般淤地壩的控制集水面積可用求積儀法、幾何法、經(jīng)驗(yàn)公式法。①求積儀法：采用求積儀時(shí)，要注意校核儀器本身的精度和比例，一般將量出圖上的面積乘以地形圖比例尺的平方值，即得集水面積。第21頁(yè)/共32頁(yè)四、集水面積測(cè)算及庫(kù)容曲線繪制1集水面積計(jì)算法第21頁(yè)/共21幾何法②方格法：用透明的方格紙鋪在劃好的集水面積平面圖上，數(shù)一下流域內(nèi)有多少方格，根據(jù)每一個(gè)方格代表的實(shí)際面積，乘以總的方格數(shù)，就得出集水總面積。③梯形計(jì)算法：將集水面積劃分成若干梯形，然后求各梯形面積之和。第22頁(yè)/共32頁(yè)幾何法②方格法：用透明的方格紙鋪在劃好的集水面積平面圖上，數(shù)22④經(jīng)驗(yàn)公式法：F=fL2

式中：F——集水面積，m2；

L——流域長(zhǎng)度，m；

f——流域形狀系數(shù)。狹長(zhǎng)者0.25,條葉形0.33，橢圓形0.4，扇形0.50。第23頁(yè)/共32頁(yè)④經(jīng)驗(yàn)公式法：F=fL2232淤地壩壩高H與庫(kù)容V、面積A關(guān)系曲線（H~A和H~V

）繪制法淤地面積和庫(kù)容的大小是淤地壩工程設(shè)計(jì)與方案選擇的重要依據(jù)，而它又是隨著壩高而變化的。確定其值時(shí)，一般采用根據(jù)H~A和H~V關(guān)系曲線查算。繪制方法：等高線法和橫斷面法。

第24頁(yè)/共32頁(yè)2淤地壩壩高H與庫(kù)容V、面積A關(guān)系曲線（H~A和H~V24淤地壩壩高(H)、淤地面積(F)、庫(kù)容(V)關(guān)系曲線

第25頁(yè)/共32頁(yè)淤地壩壩高(H)、淤地面積(F)、庫(kù)容(V)關(guān)系曲線第2525①等高線法：利用庫(kù)區(qū)地形圖，等高距按地形條件選擇，一般為2-5m。首先量出各層等高線間的面積，→計(jì)算各層間庫(kù)容及累計(jì)庫(kù)容，→然后繪出H~A和H~V關(guān)系曲線。相鄰兩等高線間的體積為：式中：Vn—相鄰兩等高線之間的體積，m3；

An,An+1—相鄰兩等高線對(duì)應(yīng)的面積，m2；

Hn—兩相鄰等高線的高差，m。第26頁(yè)/共32頁(yè)①等高線法：利用庫(kù)區(qū)地形圖，等高距按地形條件選擇，一般為2-26②橫斷面積法：沒(méi)有庫(kù)區(qū)地形圖時(shí)，可用橫斷面法粗略計(jì)算。首先測(cè)出壩軸線處的橫斷面Bi，然后在壩區(qū)內(nèi)沿溝道的主槽中心線測(cè)出溝道的縱斷面Li，再在有代表性的溝槽（或溝槽形狀變化較大）處測(cè)出其橫斷面Bi+1。量得每個(gè)橫斷面在同一壩高上的橫斷面頂部寬度,根據(jù)相鄰兩斷面的頂部距離，則可求得兩個(gè)橫斷面之間的水面面積，然后把同一壩高時(shí)各個(gè)橫斷面之間的水面面積累加起來(lái)，即為該壩高相應(yīng)的淤地面積。式中：ΔAi—同一壩高兩個(gè)橫斷面之間的水面面積，m2；

Bi，Bi+1—同一壩高上，相鄰兩橫斷面頂部寬度，m；

ΔLi—相鄰兩橫斷面之間的距離，m。

第27頁(yè)/共32頁(yè)②橫斷面積法：沒(méi)有庫(kù)區(qū)地形圖時(shí)，可用橫斷面法粗略計(jì)算。式中：27計(jì)算庫(kù)容時(shí)，在各橫斷面圖上以不同高度線為頂線，求出其相應(yīng)的橫斷面面積，由相鄰的兩橫斷面面積平均值乘以其間距，便得出此二橫斷面不同高程時(shí)的容積。最后把部分容積按不同高程相加，即為各種不同壩高時(shí)的庫(kù)容。最后繪出相應(yīng)曲線。式中：ΔVi—相鄰兩個(gè)橫斷面之間的部分庫(kù)容，m3；

Ai，Ai+1—同一壩高上，相鄰兩橫斷面的面積，m2；

ΔLi—相鄰兩橫斷面之間的距離，m。第28頁(yè)/共32頁(yè)計(jì)算庫(kù)容時(shí)，在各橫斷面圖上以不同高度線為頂線，求出其相應(yīng)的橫28③簡(jiǎn)易計(jì)算法。在沒(méi)有圖件資料的情況下，可采用該法近似計(jì)算。淤地面積計(jì)算：A=2/3?B?L

式中：A—淤地面積，m2；

B—相應(yīng)于溢洪道底部的溝道寬度，m；

L—回水長(zhǎng)度，m。第29頁(yè)/共32頁(yè)③簡(jiǎn)易計(jì)算法。在沒(méi)有圖件資料的情況下，可采用該法近似計(jì)算。第29淤地壩庫(kù)容計(jì)算：由于溝道橫斷面形狀不同，庫(kù)容計(jì)算公式不同。當(dāng)溝道斷面為近似三角形時(shí)，

V=1/6?B?H?L當(dāng)溝道斷面為近似弧形時(shí)，

V=1/4.5?B?H?L當(dāng)溝道斷面為近似梯形時(shí)，

V=1/6?(B+b)?H?L式中：b—溝底寬度，m；

H—壩高，m；

B—相應(yīng)于溢洪道底部的溝道寬度，m；

L—回水長(zhǎng)度，m。第30頁(yè)/共32頁(yè)淤地壩庫(kù)容計(jì)算：由于溝道橫斷面形狀不同，庫(kù)容計(jì)算公式不同。第30五、淤地壩水文計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨量、設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)洪水總量以及洪水過(guò)程線推算等淤地壩水文計(jì)算內(nèi)容，參見(jiàn)《流域水文學(xué)原理》有關(guān)章節(jié)。第31頁(yè)/共32頁(yè)五、淤地壩水文計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨量、設(shè)計(jì)洪峰流量、設(shè)計(jì)洪水總量以及31感謝您的欣賞第32頁(yè)/共32頁(yè)感謝您的欣賞第32頁(yè)/共32頁(yè)32本章內(nèi)容第一節(jié)淤地壩的作用、組成和分類第二節(jié)淤地壩工程規(guī)劃第三節(jié)淤地壩調(diào)洪演算第四節(jié)土壩設(shè)計(jì)第五節(jié)溢洪道設(shè)計(jì)第六節(jié)放水建筑物設(shè)計(jì)第1頁(yè)/共32頁(yè)本章內(nèi)容第一節(jié)淤地壩的作用、組成和分類第1頁(yè)/共32頁(yè)33淤地壩：指在溝道里為了攔泥、淤地所建的橫向建筑物，壩內(nèi)所淤成的土地稱為壩地。第2頁(yè)/共32頁(yè)淤地壩：指在溝道里為了攔泥、淤地所建的橫向建筑物，壩內(nèi)所淤成34一、淤地壩的作用（1）穩(wěn)定和抬高侵蝕基點(diǎn)，防止溝底下切和溝岸崩塌，控制溝頭前進(jìn)和溝壁擴(kuò)張。（2）蓄洪、攔泥、削峰，減少入河、入庫(kù)泥沙，減輕下游洪沙災(zāi)害。（3）攔泥、落淤、造地，使溝道川臺(tái)化，變荒溝為良田，為山區(qū)農(nóng)林牧發(fā)展創(chuàng)造有利條件。淤地壩主要目的在于攔泥淤地，一般不長(zhǎng)期蓄水，其下游也無(wú)灌溉要求。隨著淤積面的逐年提高，壩體與壩地連成一個(gè)整體，故壩體可看作是重力擋泥（土）墻。第一節(jié)淤地壩的作用、組成和分類第3頁(yè)/共32頁(yè)一、淤地壩的作用第一節(jié)淤地壩的作用、組成和分類第3頁(yè)/共335二、淤地壩的組成及其運(yùn)用特性淤地壩由壩體、溢洪道、放水建筑物組成，布置形式如圖6-1。壩體是擋水?dāng)r泥建筑物，以攔蓄洪水，淤積泥沙，抬高淤積面；溢洪道是排泄洪水的建筑物，當(dāng)壩內(nèi)洪水位超過(guò)設(shè)計(jì)高度時(shí)，就由溢洪道排出，以保證壩體的安全和壩地的正常生產(chǎn)；放水建筑物排泄溝道常流水和庫(kù)內(nèi)清水等，多采用豎井和臥管。反濾排水設(shè)備用來(lái)排除壩內(nèi)地下水，防止壩地鹽堿化，增加壩坡穩(wěn)定性。淤地壩設(shè)計(jì)、施工、管理技術(shù)與水庫(kù)有異同。它的構(gòu)成“三大件”齊全；但由于非長(zhǎng)期蓄水，它比水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)低，壩坡較陡，對(duì)地質(zhì)條件要求低，壩基、岸坡處理和背水坡腳排水設(shè)施簡(jiǎn)單；設(shè)計(jì)和運(yùn)用上可不考慮壩基滲漏和放水驟降等。第4頁(yè)/共32頁(yè)二、淤地壩的組成及其運(yùn)用特性第4頁(yè)/共32頁(yè)36圖6-1淤地壩示意圖1-壩體；2-排水體；3-溢洪道；4-豎井；5-排洪渠；6-防洪堤第5頁(yè)/共32頁(yè)圖6-1淤地壩示意圖第5頁(yè)/共32頁(yè)37三、淤地壩的分類按筑壩材料可分為土壩、石壩、土石混合壩等；按壩的用途可分為緩洪骨干壩、攔泥生產(chǎn)壩等；按施工方法可分為夯碾壩、水力沖填壩、定向爆破壩、堆石壩、干砌石壩、漿砌石壩等。第6頁(yè)/共32頁(yè)三、淤地壩的分類第6頁(yè)/共32頁(yè)38四、淤地壩的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)淤地壩一般根據(jù)庫(kù)容、壩高、淤地面積、控制流域面積等因素分級(jí)。參考水庫(kù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并考慮群眾習(xí)慣叫法，可分為大、中、小型三級(jí)。表6-1為《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范·溝壑治理技術(shù)》（GB/T16453.3-1996）所列分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，供參考。表6-1淤地壩分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)容(×104m3)壩高（m）單壩淤地面積（hm2）控制流域面積（km2）大型50～500>25>7>3～5中型10～5015～252～71～3小型1～105～150.2～2<1第7頁(yè)/共32頁(yè)四、淤地壩的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)容(×104m3)壩高（m）單39五、淤地壩的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)淤地壩建設(shè)中存在的突出問(wèn)題是容易被洪水沖毀。毀壩原因，除有些地方淤地壩的質(zhì)量不合要求外，其主要原因是淤地壩的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低，一般采用10年或20年一遇。1977年陜西綏德縣韭園溝沖毀252座，主要由于溢洪道排洪能力小，洪水漫頂沖毀的達(dá)94%。但是提高設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，必然加大建筑費(fèi)用，故確定經(jīng)濟(jì)合理的洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)十分重要。淤地壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)可參考《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范·溝壑治理技術(shù)》（GB/T16453.3-1996）見(jiàn)表6-2；骨干壩等別劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》（SL289-2003）見(jiàn)表6-3。

第8頁(yè)/共32頁(yè)五、淤地壩的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)第8頁(yè)/共32頁(yè)40項(xiàng)目單位淤地壩類型小型中型大（二）型大（一）型庫(kù)容104m3＜1010～＜5050～＜100100～＜500洪水重現(xiàn)期（a）設(shè)計(jì)年10～2020～3030～5030～50校核年305050～100100～300設(shè)計(jì)淤積年限（a）年55～1010～2020～30表6-2淤地壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)與淤積年限

第9頁(yè)/共32頁(yè)項(xiàng)目單位淤地壩類型小型中型大（二）型大（一）型庫(kù)容104m341總

庫(kù)

容

（104m3）100～50050～100工程等別四五建筑物級(jí)別主要建筑物45次要建筑物55洪水重現(xiàn)期（a）設(shè)計(jì)30～5020～30校核300～500200～300設(shè)計(jì)淤積年限（a）20～3010～20表6-3攔洪（骨干）壩等別劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

第10頁(yè)/共32頁(yè)總庫(kù)容（104m3）100～50050～100工42第二節(jié)淤地壩工程規(guī)劃一、壩系規(guī)劃一個(gè)小流域內(nèi)修有多種壩，有攔泥淤地的生產(chǎn)壩、攔蓄洪水的防洪壩、蓄水灌溉的蓄水壩，形成以生產(chǎn)壩為主，攔泥生產(chǎn)、防洪、灌溉相結(jié)合的壩庫(kù)工程體系，稱為壩系。壩系可分為干系、支系、系組。干溝上的則為干系；某級(jí)支溝中的壩系稱為支系；在一條溝道中，視溝的長(zhǎng)短可分為一個(gè)或幾個(gè)系組。合理壩系布設(shè)方案，應(yīng)滿足投資少、多攔泥、淤好地，使攔泥、防洪、灌溉三者緊密結(jié)合為完整的體系，達(dá)到綜合利用水沙資源的目的，盡快實(shí)現(xiàn)溝壑川臺(tái)化。為此，首先必須做好壩系規(guī)劃。第11頁(yè)/共32頁(yè)第二節(jié)淤地壩工程規(guī)劃一、壩系規(guī)劃第11頁(yè)/共32頁(yè)43（一）壩系規(guī)劃原則1以小流域?yàn)閱卧?，上下游、干支溝全面?guī)劃，統(tǒng)籌安排。堅(jiān)持溝坡兼治、生物與工程措施相結(jié)合，形成完整的水土保持體系。2最大限度地發(fā)揮壩系調(diào)洪攔沙、淤地增產(chǎn)的作用，充分利用流域內(nèi)的自然優(yōu)勢(shì)和水沙資源，滿足生產(chǎn)上需要。3各級(jí)壩系，自成體系，相互配合，聯(lián)合運(yùn)用，調(diào)節(jié)蓄泄，確保壩系安全。4壩系中必須布設(shè)一定數(shù)量的控制性的骨干壩，作為安全生產(chǎn)的中堅(jiān)工程。5壩系規(guī)劃的同時(shí)，提出交通道路規(guī)劃。6對(duì)泉水、基流水源，提出保泉、蓄水利用方案，勿使水資源埋廢。并提出壩地鹽漬化防治措施。第12頁(yè)/共32頁(yè)（一）壩系規(guī)劃原則第12頁(yè)/共32頁(yè)44（二）建壩密度根據(jù)降雨情況、溝道比降、溝壑密度、淤地條件等，按梯級(jí)開(kāi)發(fā)利用原則，因地制宜地規(guī)劃確定。據(jù)各地經(jīng)驗(yàn)：在溝壑密度5-7km/km2，溝道比降2%-3%，適宜建壩的黃土丘陵溝壑區(qū)，可建壩3-5座/km2；在溝壑密度3-5km/km2，適宜建壩的殘?jiān)珳羡謪^(qū)，建壩2-4座/km2；溝道比降大的土石山區(qū)，建壩5-8座/km2比較適宜。第13頁(yè)/共32頁(yè)（二）建壩密度第13頁(yè)/共32頁(yè)45（三）壩系形成順序1先支后干。優(yōu)點(diǎn)：工程安全，見(jiàn)效快，先易后難，節(jié)節(jié)攔蓄。

缺點(diǎn)：控制面積小，淤地少2先干后支。優(yōu)點(diǎn)：控制面積大，淤地多。

缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高，投資大。3以干分段，按支分片，片段分治。流域面積大，鄉(xiāng)村多時(shí)，可分段劃片包干治理。第14頁(yè)/共32頁(yè)（三）壩系形成順序第14頁(yè)/共32頁(yè)46二、壩址選擇

滿足攔洪或淤地效益大、工程量小和工程安全三個(gè)基本要求。<1>在地形上，要求河谷狹窄、壩軸線短，庫(kù)區(qū)寬闊容量大，溝底比較平緩。壩址附近應(yīng)有宜于開(kāi)挖溢洪道的地形和地質(zhì)條件。最好有鞍形巖石山凹或紅粘土山坡。還應(yīng)注意到大壩分期加高時(shí)，放、泄水建筑物的布設(shè)位置。<2>壩址附近應(yīng)有良好的筑壩材料(土、砂、石料)，取用容易，施工方便。采用水墜壩時(shí)應(yīng)有足夠的水源，施工期間所能提供的水源應(yīng)大于壩體土方量；且壩址盡量向陽(yáng)，以利延長(zhǎng)施工期和蒸發(fā)脫水。第15頁(yè)/共32頁(yè)二、壩址選擇滿足攔洪或淤地效益大、工程量小和工程安全三個(gè)基47<3>壩址地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，兩岸無(wú)疏松的坍土、滑坡體，斷面完整，岸坡小于60°。壩基均勻性好，壓縮性較小。巖層要避免活斷層和較大裂隙，尤其要避免可能造成壩基滑動(dòng)的軟弱層。<4>應(yīng)避開(kāi)溝岔、彎道、泉眼，遇有跌水應(yīng)選在跌水上方。壩肩不能有沖溝，以免洪水沖刷壩身。<5>庫(kù)區(qū)淹沒(méi)損失要小，應(yīng)盡量避免村莊、大片耕地、交通要道和礦井等被淹沒(méi)。<6>壩址還必須結(jié)合壩系規(guī)劃統(tǒng)一考慮。有時(shí)單從壩址本身考慮比較優(yōu)越，但從整體銜接、梯級(jí)開(kāi)發(fā)上看不一定有利，這種情況需要注意。第16頁(yè)/共32頁(yè)<3>壩址地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，兩岸無(wú)疏松的坍土、滑坡體，斷面完整，48

工程規(guī)劃時(shí)，一般需收集和實(shí)測(cè)如下資料：1地形、地貌資料包括：所在流域位置、面積、水系、所屬行政、水土保持類型區(qū)、地形和地貌特點(diǎn)。①壩系平面布置圖：在1:10000地形圖標(biāo)出壩系位置。②庫(kù)區(qū)地形圖：一般采用1:5000或1:2000的地形圖。等高線間距用2-5m，測(cè)至淹沒(méi)范圍10m以上。它可以用來(lái)計(jì)算淤地面積、庫(kù)容和淹沒(méi)范圍，繪制高程與淤地面積曲線和高程與庫(kù)容曲線。三、資料收集和地形測(cè)量第17頁(yè)/共32頁(yè)工程規(guī)劃時(shí)，一般需收集和實(shí)測(cè)如下資料：三、資料收集和地形49③壩址地形圖：一般采用1:1000或1:500的實(shí)測(cè)現(xiàn)狀地形圖，等高線間距0.5-1m，測(cè)至壩頂以上10m。用此圖規(guī)劃壩體、溢洪道和泄水洞，估算大壩工程量，安排施工期土石場(chǎng)、施工導(dǎo)流、交通運(yùn)輸?shù)?。④溢洪道、泄水洞等建筑物所在位置的縱橫斷面圖：橫斷面圖用1:100-1:200比例尺；縱斷面圖可用不同比例尺。這兩種圖可用來(lái)設(shè)計(jì)建筑物和估算挖填土石方量。上述各圖在特殊情況下，可以適當(dāng)放大和縮小。規(guī)劃設(shè)計(jì)所用圖表，一般均應(yīng)統(tǒng)一采用黃海高程系和國(guó)家頒布的標(biāo)準(zhǔn)圖式。第18頁(yè)/共32頁(yè)③壩址地形圖：一般采用1:1000或1:500的實(shí)測(cè)現(xiàn)狀地形502流域、庫(kù)區(qū)和壩址地質(zhì)及水文地質(zhì)資料①區(qū)域或流域地質(zhì)平面圖。②壩址地質(zhì)斷面圖。③壩址地質(zhì)構(gòu)造。包括河床覆蓋層厚度及物質(zhì)組成，有無(wú)形成地下水庫(kù)條件等。④溝道地下水，泉水逸出地段及其分布狀況。第19頁(yè)/共32頁(yè)2流域、庫(kù)區(qū)和壩址地質(zhì)及水文地質(zhì)資料第19頁(yè)/共32頁(yè)513流域內(nèi)河、溝水化學(xué)測(cè)驗(yàn)分析資料及在區(qū)域變化的主要特征包括：總離子含量、礦化度（ml/g）、總硬度、總堿度及pH值的區(qū)域變化規(guī)律，為預(yù)防壩地鹽堿化提供資料。4水文氣象資料：包括降水、暴雨、洪水、徑流、泥沙情況，氣溫變化和凍結(jié)深度等。5天然建筑材料的調(diào)查：包括土、砂、石、砂礫料的分布，結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和儲(chǔ)量等。6社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查資料：包括流域內(nèi)人口、勞力、家畜、土地利用現(xiàn)狀、水土流失情況、治理現(xiàn)狀及治理經(jīng)驗(yàn)。7其他條件：包括交通運(yùn)輸、電力、施工機(jī)械、居民點(diǎn)、淹沒(méi)損失、當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系膯蝺r(jià)等。第20頁(yè)/共32頁(yè)3流域內(nèi)河、溝水化學(xué)測(cè)驗(yàn)分析資料及在區(qū)域變化的主要特征第252四、集水面積測(cè)算及庫(kù)容曲線繪制1集水面積計(jì)算法

計(jì)算集水面積的方法很多，一般淤地壩的控制集水面積可用求積儀法、幾何法、經(jīng)驗(yàn)公式法。①求積儀法：采用求積儀時(shí)，要注意校核儀器本身的精度和比例，一般將量出圖上的面積乘以地形圖比例尺的平方值，即得集水面積。第21頁(yè)/共32頁(yè)四、集水面積測(cè)算及庫(kù)容曲線繪制1集水面積計(jì)算法第21頁(yè)/共53幾何法②方格法：用透明的方格紙鋪在劃好的集水面積平面圖上，數(shù)一下流域內(nèi)有多少方格，根據(jù)每一個(gè)方格代表的實(shí)際面積，乘以總的方格數(shù)，就得出集水總面積。③梯形計(jì)算法：將集水面積劃分成若干梯形，然后求各梯形面積之和。第22頁(yè)/共32頁(yè)幾何法②方格法：用透明的方格紙鋪在劃好的集水面積平面圖上，數(shù)54④經(jīng)驗(yàn)公式法：F=fL2

式中：F——集水面積，m2；

L——流域長(zhǎng)度，m；

f——流域形狀系數(shù)。狹長(zhǎng)者0.25,條葉形0.33，橢圓形0.4，扇形0.50。第23頁(yè)/共32頁(yè)④經(jīng)驗(yàn)公式法：F=fL2552淤地壩壩高H與庫(kù)容V、面積A關(guān)系曲線（H~A和H~V

）繪制法淤地面積和庫(kù)容的大小是淤地壩工程設(shè)計(jì)與方案選擇的重要依據(jù)，而它又是隨著壩高而變化的。確定其值時(shí)，一般采用根據(jù)H~A和H~V關(guān)系曲線查算。繪制方法：等高線法和橫斷面法。

第24頁(yè)/共32頁(yè)2淤地壩壩高H與庫(kù)容V、面積A關(guān)系曲線（H~A和H~V56淤地壩壩高(H)、淤地面積(F)、庫(kù)容(V)關(guān)系曲線

第25頁(yè)/共32頁(yè)淤地壩壩高(H)、淤地面積(F)、庫(kù)容(V)關(guān)系曲線第2557①等高線法：利用庫(kù)區(qū)地形圖，等高距按地形條件選擇，一般為2-5m。首先量出各層等高線間的面積，→計(jì)算各層間庫(kù)容及累計(jì)庫(kù)容，→然后繪出H~A和H~V關(guān)系曲線。相鄰兩等高線間的體積為：